基于STM32的三路超声波自动跟随小车

三路超声波自动跟随小车

我个人一直都觉得自动跟随小车很酷，所以我的单片机课设就决定做这个了。其实现在网上有这个的代码不多，反正我怎么找也找不到，当时还没学完STM32的时候觉得好难实现，接近期末的时候终于搞出来了，虽然不是很理想，但还是不错滴，看一下效果。

这个是只有超声波传感器的，看上去有点简约，可以实现基本的自动跟随功能了

这个是接了火焰传感器、烟雾传感器、蜂鸣器、红外避障模块等等，看上去酷多了。

小车的系统结构图

代码部分

超声波初始化函数：

可能因为板子的端口有冲突，没有把三个超声波的引脚定义到同一组GPIO口上，但是这并不影响。

void CH_SR04_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructer;TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructer;RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);/*TRIG触发信号*/GPIO_InitStructer.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructer.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructer.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8 |GPIO_Pin_6;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructer);/*ECOH回响信号*/GPIO_InitStructer.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_InitStructer.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9 |GPIO_Pin_7;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructer);/*定时器TIM2初始化*/TIM_DeInit(TIM4);TIM_TimeBaseInitStructer.TIM_Period=999;//定时周期为1000TIM_TimeBaseInitStructer.TIM_Prescaler=71; //分频系数72TIM_TimeBaseInitStructer.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//不分频TIM_TimeBaseInitStructer.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseInitStructer);TIM_ITConfig(TIM4,TIM_IT_Update,ENABLE);//开启更新中断NVIC_Config();TIM_Cmd(TIM4,DISABLE);//关闭定时器使能}

我把右边的超声波分开定义了，你也可以自己修改。

void right(void){    //右边超声波的引脚声明GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructer;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);/*TRIG触发信号*/GPIO_InitStructer.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructer.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructer.GPIO_Pin=GPIO_Pin_3;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructer);/*ECOH回响信号*/GPIO_InitStructer.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_InitStructer.GPIO_Pin=GPIO_Pin_4;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructer);    }

下面这部分就是超声波工作的过程了，也是核心代码。注释也解释得很清楚了，需要注意的是这里的超声波是测量了五次才返回一个值的，这样做的好处是起到一个滤波的作用，使得超声波的值更精确、稳定。但是他也有不好的地方，在小车前进过程可能会识别很慢或者转向失败，因为三个超声波是使用同一个定时器的，分时复用的，也就是同一时刻只能有一个超声波工作，所以如果处理器不够快的话可以把次数降低一点，我就是值检测一次的，效果也还行。左右超声波的函数也是一样的，把函数名改一下就好了。

//中间超声波的工作过程
float Senor_Using(void)
{float length=0,sum=0;u16 tim;uint i=0;/*测5次数据计算一次平均值*/while(i!=5){PBout(8)=1; //拉高信号，作为触发信号delay_us(25); //高电平信号超过10usPBout(8)=0;/*等待回响信号*/while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_9)==RESET);TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);//回响信号到来，开启定时器计数i+=5; //每收到一次回响信号+1，收到5次就计算均值while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_9)==SET);//回响信号消失TIM_Cmd(TIM4,DISABLE);//关闭定时器tim=TIM_GetCounter(TIM4);//获取计TIM4数寄存器中的计数值，一边计算回响信号时间length=(tim+overcount*1000)/58.0;//通过回响信号计算距离sum=length+sum;TIM4->CNT=0; //将TIM4计数寄存器的计数值清零overcount=0; //中断溢出次数清零delay_ms(10);}length=sum/5;return length;//距离作为函数返回值
}

这个是定时器的中断服务函数，避免因为距离过长，定时器中的值溢出。

void TIM4_IRQHandler(void) //中断，当回响信号很长是，计数值溢出后重复计数，用中断来保存溢出次数
{if(TIM_GetITStatus(TIM4,TIM_IT_Update)!=RESET){TIM_ClearITPendingBit(TIM4,TIM_IT_Update);//清除中断标志overcount++;}
}

PWM电机驱动代码：

#include "moter.h"
void CarGo(void)
{TIM_SetCompare1(TIM3 , 300);  //数值越大速度越慢TIM_SetCompare2(TIM3 , 900);TIM_SetCompare3(TIM3 , 300);  TIM_SetCompare4(TIM3 , 900);
}void CarStop(void)
{TIM_SetCompare1(TIM3 , 900);TIM_SetCompare2(TIM3 , 900);TIM_SetCompare3(TIM3 , 900);   TIM_SetCompare4(TIM3 , 900);
}void CarBack(void)
{TIM_SetCompare1(TIM3 , 900);TIM_SetCompare2(TIM3 , 400);TIM_SetCompare3(TIM3 , 900);   TIM_SetCompare4(TIM3 , 400);
}void CarLeft(void)
{TIM_SetCompare1(TIM3 , 900);TIM_SetCompare2(TIM3 , 200);TIM_SetCompare3(TIM3 , 200);TIM_SetCompare4(TIM3 , 900);
}void CarBigLeft(void)
{TIM_SetCompare1(TIM3 , 900);TIM_SetCompare2(TIM3 , 100);TIM_SetCompare3(TIM3 , 100);TIM_SetCompare4(TIM3 , 900);
}void CarRight(void)
{TIM_SetCompare1(TIM3 , 200);TIM_SetCompare2(TIM3 , 900);TIM_SetCompare3(TIM3 , 900);TIM_SetCompare4(TIM3 , 200);}void CarBigRight(void)
{TIM_SetCompare1(TIM3 , 100);TIM_SetCompare2(TIM3 , 900);TIM_SetCompare3(TIM3 , 900);TIM_SetCompare4(TIM3 , 100);}void TIM3_PWM_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3 , ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 899;TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;TIM_TimeBaseInit(TIM3 , &TIM_TimeBaseStructure);//端口复用GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);   //PWM通道1TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 900;TIM_OC1Init(TIM3 , &TIM_OCInitStructure);TIM_OC1PreloadConfig(TIM3 , TIM_OCPreload_Enable);//PWM通道2TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 900;TIM_OC2Init(TIM3 , &TIM_OCInitStructure);TIM_OC2PreloadConfig(TIM3 , TIM_OCPreload_Enable);//PWM通道3TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 900;TIM_OC3Init(TIM3 , &TIM_OCInitStructure);TIM_OC3PreloadConfig(TIM3 , TIM_OCPreload_Enable);//PWM通道4TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 900;TIM_OC4Init(TIM3 , &TIM_OCInitStructure);TIM_OC4PreloadConfig(TIM3 , TIM_OCPreload_Enable);TIM_Cmd(TIM3 , ENABLE);
}

主函数

while(1){    length_res[0]=Senor_Using();delay_ms(100);if(length_res[0]>100.00){CarGo();}if(length_res[0]<=40.00){CarBack();//先后退一段距离delay_ms(200);CarBack();//先后退一段距离delay_ms(200);     length_res[0] =Senor_Using();//再次测量前方距离delay_ms(50);length_res[1]=Senor_Using_left();delay_ms(10);if(length_res[1]<=110.00&&length_res[0]>150.00){         CarLeft();delay_ms(10);}length_res[2]=Senor_right();if(length_res[2]<=110.00&&length_res[0]>150.00){CarRight();delay_ms(10);}           }length_res[1]=Senor_Using_left();delay_ms(10);if(length_res[1]<=110.00&&length_res[0]>150.00){         CarLeft();delay_ms(50);CarLeft();delay_ms(50);if(length_res[1]<=30){CarRight();delay_ms(50);}}length_res[2]=Senor_right();if(length_res[2]<=110.00&&length_res[0]>150.00){CarRight();delay_ms(50);CarRight();delay_ms(50);if(length_res[2]<=30){CarLeft();delay_ms(50);}}   }

完成的工程代码已上传，有积分的土豪可以直接下载，链接：工程代码点这里